코드사기꾼

# 클래스

클래스란(Class),속성이나 기능을 공유하는 유사한 성질의 객체들을 하나로 그룹화한 것입니다. 클래스 내부에는 해당 클래스의 객체를 위한 클래스 멤버(Class Member)와 기능(method)의 구현 등 세부사항을 기술합니다.
클래스에 관하여 설명하기 전에 인스턴스(instance)에 관하여 알아보도록 하겠습니다.

1. 인스턴스

인스턴스란 클래스에 의해 만들어진 객체를 칭하는 말입니다. 예를 들어 클래스를 붕어빵 틀이라고 한다면, 인스턴스는 붕어빵이 되는 것입니다. 즉 클래스는 인스턴스를 만드는 하나의 틀입니다. 앞으로 클래스를 이용하여 인스턴스를 계속적으로 만들어 낼 수 있습니다.

2. 클래스 선언방법

클래스는 class 명령어 뒤에 클래스 이름을기술하여 선언합니다. 클래스 구문 하위에 인덴트(tab)을 넣어 데이터 구조나 함수등을 명시하면 됩니다. 예시를 보겠습니다.

위의 예시처럼 클래스를 구성하시면 됩니다. 클래스내의 name space에 사용할 변수를 만들어 주시면 되고 함수를 추가하여 사용하시면 됩니다. 그런데 함수에 뜬금 없는 self란 친구가 들어왔습니다. self는 현재 인스턴스 객체를 가리키는 기능을 하는 친구입니다. 쉽게 말하자면 사전적 의미대로 자기자신을 이야기 하 는 것입니다. 만약 customer라는 인스턴스를 만들었다면 self는 customer가 되는겁니다.(클래스내에 함수가 선언 될 때에는 첫번째 인자로 무조건 self가 와야합니다. 객체 사용유무와 상관없음)

객체에 클래스를 할당하고 싶으면 위 코드처럼 객체를 하나 만들어 클래스를 대입하면 됩니다.(customer = Person())

클래스에 있는 데이터에 접근하고자 할 때는 "."을 사용하면 됩니다. customer의 이름을 변경하고 싶을때에는 customer.name으로 접근해서 변경하면 되는겁니다. 함수의 이용도 마찬가지입니다. info 함수를 사용하고 싶을 때에는 customer.info로 사용할 수 있습니다. 하지만 이러한 접근방식은 OOP(Object Oriented Programming)의 캡슐화의 근간을 훼손하는 행위로서 getter나 setter를 이용하는것이 현명합니다.

파이썬에서는 모든 클래스가 public으로 작성되기 때문에 getter메소드나 setter 메소드가 없습니다. 대신 파이썬에서는 사용자가 속성에직접 접근하는 것을 막기 위해getter또는setter메서드 대신에프로퍼티(property)를 사용합니다.

3. Initializing

자 클래스의 기본을 배웠으니 다음 예제로 넘어가겠습니다. Monster라는 클래스를 만들건데요 Monster는 체력,공격력,방어력을 가지는 클래스입니다. 공격이 가능하며 공격을 받았을 경우에 체력이 상대방의 공격력-자신의 방어력 만큼 감소한다고 칩시다. 이를 구현한 코드는 아래와 같습니다.

__init__이라는 메소드에 주목해주세요. __init__은 파이썬에서 기본적으로 제공하는 클래스 생성자입니다. 아까 전에는 클래스 멤버변수를 만들고 그 값을 클래스에 직접넣어 주는 형식으로 구현했는데요, 생성자를 쓰면 클래스의 인스턴스가 생성될 때마다 다른 멤버값을 갖도록 구현 할 수 있습니다.

Monster 클래스는 제가 상상속으로 생각해 낸 괴물에 대해 코드로 구현한 것입니다. 먼저 게임에서의 몬스터는 체력과 공격력 그리고 방어력을 갖고 있죠? 이를 각각 클래스 멤버로 할당하고 각 몬스터 마다 값을 다르게 하기 위하여 생성자를 이용하였습니다.

또한 공격 기능 , 체력 감소 기능을 attack과 ReduceHP라는 메소드를 통해 구현해 보았습니다. 이 메소드를 이용하면 상대 몬스터에게 공격을 가하거나, 공격을 받았을 시에 체력이 감소되는 모습을 확인 할 수 있습니다.

그리고 객체 2개를 만들어 공격하게끔 해 보았습니다. 그 후 피 공격 객체의 체력 값을 확인해 보았더니 상대방의 공격력-자신의 방어력 만큼의 체력이 감소하였습니다. 잘 동작하는것 같네요.

# 함수

1. 함수의 정의

파이썬에서의 함수에 대해 알아보기 전에, 어디선가 함수란 말을 들은 기억이 있지 않나요? 학교 수학시간에 나온 함수는, 우리가 배울 프로그래밍 언어의 함수와 비슷합니다. x의 값에 따라서 y의 값이 정해지듯이 프로그래밍 언어의 함수 역시도 값을 함수에 집어넣으면, 함수는 결과값을 되돌려줍니다. 즉 함수란, 특정한 기능을 수행하는 코드의 집합입니다.

프로그래밍 언어에서의 함수란 이름이 주어진 특정 순서로 실행되는 문장의 연속입니다. 호출된 순간부터 정해진 로직을 실행하죠. 따라서 우리는 적용 할 각 로직에 대해 코드를 반복해서 작성할 필요가 없습니다. 이를 코드 재사용 가능성이라고합니다. 함수는 가독성을 높여주고 코드를 재사용하여 프로그래밍 작성에 좋은 효율을 가져다 줍니다.

2. 사용자 정의 함수

파이썬에서 사용자 정의 함수를 만드는 방법은 다음과 같습니다..

def add(num1,num2):
	reslut = num1+num2
    return result

print(add(1,2))

# 결과 값
3

먼저 함수 정의를 위해서는 def라는 키워드를 사용합니다.. 그 다음에 함수를 호출하기 위한 이름을 적고 함수에서 계산을 위해 전달할 인자 값을 넣습니다.. 함수의 이름은 변수명과 같이 함수의 기능을 간단하게 설명하는 이름이면 좋습니다. return은 반환 한다는 의미를 지니고 있습니다. 그래서 return을 만나면 함수는 종료되고 return값을 함수를 호출한 곳으로 전달합니다. 위의 코드에서는 return된 result의 값이 print문의 인자로써 사용되는 것입니다.

만약 위 코드에서 return문이 존재하지 않는다면 어떻게 될까요? return을 지우고 함수를 실행시켜 보면 알 수 있듯이 아무일도 일어 나지 않습니다. 함수안에서 정의하는 변수는 지역변수로서 메인 name space에 아무런 영향을 미치지 못합니다. 즉 함수안에서 정의 되었다가, 함수가 끝날 때 메모리에서 해제되어 사라지는 변수입니다. 고로 함수안에서 연산한 결과를 메인함수에서 사용하고 싶을 때에는 반드시 return 해당 값을 해줘야 합니다.

def add(num1,num2):
    print(num1+num2)

add(1,2)

#결과값
3

위 코드는 return 문 없이 정의한 함수입니다. 이렇게 리턴문이 없는 함수를 우리는 프로시져라고 부릅니다. 이러한 프로시져들은 명령문을 순차적으로 실행하여 마지막 명령문에 도달하였을 때 자동적으로 종료됩니다. 인자값을 받아 함수안에서만 처리하는 것이 목적이라면 위의 소스코드처럼 굳이 return을 해주지 않아도 상관없습니다. 굳이 return하는 데이터 없이 정의하며, 그런 경우에만 특수하게 사용하시면 됩니다.

3. 변수의 유효범위

함수의 정의방법에서 잠깐 언급했듯이 프로그래밍 언어의 변수에는 종류가 있습니다. 각각의 함수는 별도의 name space를 갖고 있기 때문에 함수 안에서 변수를 선언하게 되면 그 변수는 그 함수의 name space에 생성됩니다.

파이썬에서 name space 규칙은 총 3가지가 있으며 각각을 지역(local), 전역(global), 내장(Built-in)이라고 합니다. 지역변수는 특정 name space에 생성되는 변수이고, 전역변수는 어떠한 name space에서도 접근할 수 있는 변수이며, 내장변수는 파이썬자체에 내장되어있는 변수입니다. 함수안에서 선언되는 변수는 전부 지역변수로 볼 수 있고 함수 바깥 즉, 전역 name space에서 선언된 변수는 전역변수라고 볼 수 있습니다. 다음 예제를 통하여 변수의 유효범위를 알아보도록 하겠습니다.

num = 10 # 전역변수 num선언

def printNum():
    print(num) # 전역변수 출력

printNum()

#결과값
10

전역변수 num을 선언하고 10으로 초기화 한 후, printNum이라는 함수를 만들어 함수 내부에서 num을 출력하게 끔 해보았습니다. printNum을 실행하였을때 10라는 값이 정확하게 나오는 것을보아 위 설명 그대로 전역변수는 말그대로 전역에서 사용할 수 있습니다. 전역에서 사용할 수 있고 특정 구문(global)이 아니면 변경불가한 특징으로 인하여 상수를 저장할 때 사용합니다.
예를 들어 원주율을 구하는 스크립트가 있을 때 원의 반지름은 유동적일 수 있지만 파이값은 고정적이어야 합니다. 이런 경우에 전역변수 pi를 선언하여 3.14로 초기화 하면 변경 가능성을 미연에 방지할 수 있습니다.

num = 10 # 전역변수 num선언
def variable(num):
    num = 20 # 지역변수 num선언

valriable(num)
print(num)

#결과값
10

전역 변수 num을 선언하여 값을 10으로 초기화 합니다. 그 후 함수 variable을 정의하여 그 안에 인자값을 20으로 변경해주는 코드를 작성합니다. 그리고 variable을 실행하고 num을 출력시켜보니 값이 그대로 10인것을 확인 할 수 있습니다. 지역변수는 그 변수가 정의된 함수 안에서만 읽을 수 있습니다.
그런데 스크립트 작성자의 의도는 전역변수 num의 값을 수정하는 것이었을지 모릅니다. 이런경우에

만약 전역변수의 값을 변경하고 싶을때에는 global문을 사용하면 손쉽게 변경할 수 있습니다. global 문을 사용했다면 값이 진짜 변경 되는지 한번 확인해 봅시다.

num = 10

def variable():
    global num # global문의 사용
    num = num * 100

variable()
print(num)

#결과값
1000

저희의 예상 대로 global문을 사용했을 때에는 값이 바뀌었습니다. global 문은 변수가 이미 전역공간에 선언되어 있을경우에 지역공간에서 global <변수이름>의 구조로 사용합니다. 꽤나 편리한 기능인 것 같지만 전역변수를 너무 많이 사용하게되면 스크립트가 복잡해지므로 최소한의 사용만을 지향합시다.

# Comprehension

1. list comprehension

파이썬에서 for문은 사용할 수 있는 범위가 굉장히 넓습니다. 예를 들어 리스트를 하나 만들고 그 안에 값을 동적으로 추가해야 하는 상황이라면 아래와 같은 방법을 이용할 수 있겠죠.

myList = []

for i in range(10):
	myList.append(i) # [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]

만약에 리스트에 값을 삽입하는 규칙이 있다면, 리스트를 선언하면서 값을 삽입 할 수 있으면 편하지 않을까요? 파이썬에서는 이를 Comprehension이라고 하고 리스트나 딕셔너리에 적용하는 것이 가능합니다.

myList = [i for i in range(10)] # [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]

위의 코드가 바로 list comprehension 입니다. 리스트를 선언함과 동시에 리스트 안에 for 문을 넣어 요소를 저장하는 방법인데요 for 문의 i가 늘어남과 동시에 i의 값이 저장되는 모습입니다. 즉 가장 앞에 명시한 변수에 저장된 값이 반복문이 실행되면서 리스트의 요소로써 저장되는 것입니다.

만약 list comprehension에 for문만 사용이 가능하다고 한다면 의미가 없는 구문일 수 있습니다. 역시 파이썬 제작자는 이를 간파하고 if else등의 제어문도 사용할 수 있게 만들었습니다.

#if
myList = [i for i in range(10) if i%2==0] # [0,2,4,6,8]

#if else
myList = [i if i%2==0 else i-1 for i in range(10)] # [0,0,2,2,4,4,6,6,8,]

#nested loop
myList = [j for i in range(3) for j in range(3)] # [0,1,2,0,1,2,0,1,2]

위 의 코드를 보면 if 와 if - else를 쓸 때의 문법의 차이가 있다는 것을 느끼셨을 텐데요, if 는 for문 뒤에오는 반면 if-else는 for 문 전에 옵니다. 그리고 if문은 조건문에 부합하는 요소만 저장하는 반면에 if-else는 조건문에 부합하지 않는 요소도 값을 변형시켜서 저장할 수 있습니다.(i-1)

list comprehension은 편리한 기능이지만, 이를 무분별하게 사용하는 것은 코드의 가독성을 해칩니다. 따라서 조건문이 다중이거나 nested된 반복문이라면 list comprehension을 지양하는 것이 좋습니다.

2. dictionary comprehension

사실 dictionary는 list 만큼 comprehension이 유용하지 않습니다. 하지만 길이가 같은 리스트 2개를 각각 Key Value로 삼아 딕셔너리로 형변환 하고자 한다면 유용하게 사용할 수 있습니다.

아래의 코드를 보시면 for문을 이용하여 길이가 같은 리스트 2개를 딕셔너리로 만드는 방법이 기재 되어있습니다. 기존의 코드는 리스트의 크기만큼 for문을 실행시켜서 딕셔너리에 각각의 Key, Value로 저장하는 방법인데요, 저는 개인적으로 Dictionary comprehension이 코드의 길이도 짧고 특정상황에서는 훨씬 가독성이 좋다고 생각합니다.

myList_1 = [1,2,3]
myList_2 = ['a','b','c']

# original code
newDict = dict()
for i in range(len(myList_1)):
    newdict[myList_1[i]] = myList_2[i]

# dictionary comprehension
newDict = {myList_1[i]: myList_2[i] for i in range(len(myList_1))}

Dictionary comprehension은 dictionary의 Key-Value를 반전시키는데도 사용할 수 있습니다. dictionary class의 메소드로 제공되고 있는 items()는 dictionary의 모든 key,value쌍을 tuple로 상속된 객체를 리턴합니다. 해당 객체는 iteration 클래스이기 때문에 for문의 iterable 객체로 사용할 수 있습니다. 그렇기 때문에 다음과 같은 방식을 이용하면 dictionary  Key-Value를 반전 시킬 수 있습니다.

# original code
myDict = {1: 'a', 2: 'b', 3: 'c'}
newDict = dict()
for key,value in myDict.items():
    newDict[value] = key

# dictionary comprehension
myDict = {1: 'a', 2: 'b', 3: 'c'}
newDict = {value : key for key,value in myDict.items()}

3. zip함수를 이용한 자료형 변환

파이썬에서 기본으로 제공하고 있는 zip함수는 리스트를 딕셔너리로 변경해주거나 딕셔너리의 Key-Value를 반전시키는데 가장 효율적인 함수입니다. 

# List to dictionary
myList_1 = [1,2,3]
myList_2 = ['a','b','c']
newDict = dict(zip(myList_1,myList_2))

# Key-Value reverse
myDict = {1: 'a', 2: 'b', 3: 'c'}
reverse_dictionary = dict(zip(myDict.values(),myDict.keys()))

위 코드는 zip함수를 이용하여 list 2개를 dictionary로 변환시키는 코드입니다. Dictionary comprehension이나 일반적인 for문으로 변환 시키는것보다 코드의 길이도 짧고 가독성도 훌륭합니다. 

또한 마지막 라인을 보시면 zip함수를 이용하여 dictionary를 반전시켰습니다. dictionary class의 메소드인 values()와 keys()를 이용하여 모든 value와 key를 추출하고 zip함수의 첫 번째, 두 번째 인자로 넣습니다.

여기까지만 하면 zip 클래스의 인스턴스가 되게 됩니다. 이 객체는 Iterable하지만 dictionary라고 할 수 없죠, 그래서 전체 구문을 dict로 감싸 형변환을 마무리합니다.